迈克尔逊干涉仪的调整与实际应1.docVIP

4.数据处理 2.1 单色光波长的测量 测量次数 C镜位置/mm 测量次数 C镜位置/mm N-N/mm N 30.00000 N 30.03555 0.03555 N 30.00902 N 30.04428 0.03526 N 30.01763 N 30.05333 0.03570 N 30.02678 N 30.06245 0.03567 Average Value Δd /mm 0.03555 由公式 λ＝2Δd／Nλ＝λ＝ Δλ＝=0.54%。 2.2 空气折射率的测量 室温 t==22.35℃ , t=22.40℃ 大气压=763.0mmHg , Pb2=762.6mmHg L=187.8+0.1mm; λ0=633.0nm; m=30 I /MPa /MPa -/MPa 1 0.0900 0.0699 0.0201 2 0.0900 0.0703 0.0197 3 0.0900 0.0711 0.0189 4 0.0900 0.0702 0.0198 5 0.0900 0.0695 0.0205 6 0.0900 0.0695 0.0205 7 0.0900 0.0695 0.0205 8 0.0900 0.0698 0.0202 Average P/MPa 0.0200 通过修正公式来对大气压强的具体值进行修正。 H=762.8mmHg， P=(H+H)*133.32=[762.8-(18.2-1.9)*10Ht]*133.32 Pa =760.0mmHg *133.32Pa/mmHg=101325Pa 误差估算: （1） 由式 得 故 所以， （2）一般说在15℃-30℃范围内，由式得出的（n-1）（n-1）==0.00026＝0.0000=5.04%。 分析： 本实验中所用仪器常常因为桌面的震动而出现条纹不稳定的情况，因此在实验的进行过程中可能存在着因为此种原因而造成的漏数条纹数的情况。进而造成PP的数值较大，从而使得（n-1）的数值较小，最终造成实验误差较大。 5．思考题 5.1迈克耳逊干涉仪的调整和使用 5.1.1怎样调整仪器才能在迈克耳逊干涉仪上观察到等倾条纹？实验中根据什么现象就能判断确实是等倾条纹？测量钠光波长时，为什么一定要调出等倾条纹？ 答：如果想要通过迈克耳逊干涉仪得到等倾条纹，保证C镜和D镜的垂直时至关重要的。在水平面上要求二者完全垂直，在垂直方向上要求两镜完全平行，此时才能得到理想的等倾条纹。而且钠光有两个特征波长，钠黄光灯实际上由=589.6nm和=589.0两种波长像差很小的光组成，因此，会出现两套圆环叠加的情况。改变光程差是，将循环出现明条纹与暗条纹光强对比度的变化。慢慢转动手轮，广插对比度变化的情况，选定对比度较高而且干涉圆圈疏密合适的区域作为测量区。 等倾条纹只与入射光的角度有关，与观测者的角度无关，故当观测者左右移动时，环形条纹无明显变化（既不缩进也不冒出），此时条纹为等倾条纹。 在钠光波长的测量过程中，由于需要用逐差法进行计算，故需要大量数值点作为处理数据源。等倾条纹可以极好地满足这个要求，提供大量的条纹变化以供测量。如果是等厚条纹的话，因为条纹数目与空气劈尖的横向长度有关，故无法提供足够数目的条纹以供测量。 5.1.2什么是空程？测量时应如何操作以避免引入空程？ 答：由于转动微动鼓轮时，手轮随之转动。但在转动手轮时，鼓轮并不随着转动。所以在实验中有可能引入空程。空程即转动鼓轮或手轮时等倾条纹并未发生变化，但读数时却被计入两数据点之间的距离。具体说就是例如某次数据测量后，得到C镜位置为d1，由于错误操作，导致转动鼓轮后，条纹并未发生变化。转动鼓轮一定距离S后，条纹又开始移动。到测量下一个数据点时，得到C镜的位置为d2，则在计算得到的两数据点间的距离D=d2-d1中存在S为空程。 为了避免引入空程，造成实验误差，我们按以下方法来进行操作：将鼓轮15沿顺时针方向旋转至零，然后以同方向转动手轮13使之对齐某一刻度。这以后，在测量时只能仍以相同方向转动鼓轮使C镜移动，这样才能使手轮与鼓轮二者读数相互配合。为了使测量结果正确，避免引入空程，调整好零点以后，还应将鼓轮按原方向转几圈，直到干涉条纹开始移动后，才可开始读数测量。 5.1.3调节圆形条纹时，眼睛从左向右运动，看到条纹冒出三个，从右向左移动，看到条纹所近三个，此时C，D’成什么关系？ 答：在此条件下，条纹的级次并非由光入射角决定，而是由观测者的位置决定，该条纹可能是等厚条纹，C与D’两镜斜交。观察者左右移动观察到的是经过不同空气层厚度的干涉光，因而条纹会出现缩进或冒出的变化。 5.1.4是否所有的圆形条纹组都是等倾条纹？举例说明。 答：并非所有的圆形条纹都是等倾